中國粉體網(wǎng)訊   鈉離子和鉀離子電池是資源豐富、環(huán)境友好、成本低廉的先進(jìn)儲(chǔ)能電池體系。然而，具有更大離子半徑的鈉和鉀，在電化學(xué)反應(yīng)過程中易增大主體材料晶格應(yīng)力，誘導(dǎo)材料結(jié)構(gòu)坍塌等問題，導(dǎo)致較差的循環(huán)穩(wěn)定性和不佳的倍率性能。因此，充分考慮儲(chǔ)鈉/鉀反應(yīng)對(duì)于材料主體晶格的特殊要求，深入認(rèn)知電化學(xué)過程中的相變過程與其功能屬性的關(guān)聯(lián)，實(shí)現(xiàn)了容量與循環(huán)穩(wěn)定性的協(xié)同提升尤為關(guān)鍵。

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過渡金屬硒化物可以與Na+或K+發(fā)生多電子轉(zhuǎn)換反應(yīng)，因而具有較高的理論比容量。又由于材料帶隙小，電子電導(dǎo)率更高，有利于電化學(xué)過程中電荷的快速傳導(dǎo)。但是，目前鈉和鉀離子電池的研究尚處于起步階段，過渡金屬硒化物是否可用尚未可知，其儲(chǔ)能機(jī)制更有待深入探討。此外，硒化物在有機(jī)電解液中溶解的問題一直是影響材料循環(huán)穩(wěn)定性的瓶頸問題。更重要的是，由于金屬鉀活潑性更強(qiáng)，電解液對(duì)金屬的腐蝕也成為鉀離子電池亟待解決的難題。

近日，吉林大學(xué)杜菲教授課題組和曾毅教授課題組合作，利用濕化學(xué)法首次合成了納米片自組裝的立方晶相CuSe材料，并實(shí)現(xiàn)了該材料對(duì)鈉離子和鉀離子的高效存儲(chǔ)。進(jìn)一步，研究者利用原位X射線衍射，結(jié)合不同電壓點(diǎn)的微觀透射電鏡照片，研究了材料在充放電過程中的相變規(guī)律，并深入探討了不同體系內(nèi)相變產(chǎn)物差異與其電化學(xué)屬性的關(guān)聯(lián)。此外，研究者還利用多種實(shí)驗(yàn)手段研究了過渡金屬硒化物在反應(yīng)過程中Se的溶解問題以及金屬鉀對(duì)電極在醚基和酯基電解液中的反應(yīng)活性問題。研究發(fā)現(xiàn)，醚基電解液體系既可以有效抑制活性物質(zhì)中單質(zhì)Se的溶解，又可以提高鉀金屬對(duì)電極的工作壽命。該研究工作為開發(fā)和設(shè)計(jì)新型二次電池用關(guān)鍵電極材料提供了新思路。

（中國粉體網(wǎng)編輯整理/小虎）